安全課題

北京的天氣熱得讓人似乎掉到了撒哈拉，在地表溫度高達68度的情況下北京數(shù)萬輛公交車中的一臺終于扛不住，自燃了。在內(nèi)燃機汽車使用和發(fā)展100多年后的今天，汽車的安全問題幾乎上升到汽車各項性能的首位，一臺汽車從設計到制造經(jīng)過了汽車安全碰撞和各種耐久性測試，即便如此在中國仍能見到很多汽車自燃事故，顯然作為人類使用最為頻繁的交通工具，汽車的使用環(huán)境之復雜，遠非實驗室就可模擬。電池夠安全么?

“電動車的鋰電池整個制造很難控制。大家都知道索尼的筆記本電腦電池會爆炸，原因就是制造工廠上天花板上的一粒灰塵，要在制造過程中做到控制無塵之類的是很難的。”波士頓能源亞洲副總裁林祥傳如是說。相比之下電動汽車使用的電池從體積到容量是筆記本的上千倍，從使用理念到方法都完全不同的電動車安全。

西瓜電池

謝海明覺得自己很幸運，在研究磷酸鐵鋰電池的這十年中，因為操作得當一直沒有碰到什么安全事故。相比之下，也是做動力電池的陳海卻對鋰電池爆炸的場景記憶猶新，“像是一顆小炸彈”，而那次爆炸的原因是工作人員充放電操作不當導致的。

謝海明雖然沒遇到電池爆炸，卻見識了不少“西瓜電池”。前不久謝在參觀一所高校實驗室時見到了接近爆炸狀態(tài)的車用鋰電池。“電池鼓得像西瓜似的，真是嚇人”，謝海明一進實驗室就看到了“西瓜電池”，他躲得遠遠的，并立刻讓實驗人員停下一切操作來把電池迅速處理掉。 “在我進實驗室的時候，他們竟然還在對著那個。西瓜’進行充放電操作，缺乏最基本的常識。”

這家國內(nèi)著名高校剛剛從德國買回來電池測試儀，很多測試人員在并不熟悉的情況下胡亂操作，把5塊動力鋰電池串聯(lián)在了一起，卻沒有電池管理系統(tǒng)，導致電池過充， “這些人不懂電池就在瞎胡鬧，電池中的電解液全都揮發(fā)了，電池鼓成氣球都沒炸就已經(jīng)是萬幸了。”

在各方資本大量進入、只要是造電池的就聲稱能做動力鋰電的今天，實驗室里的情形只不過是國內(nèi)風風火火電動車熱的一個縮影，研究電池的人尚且如此，更不要說是整車廠

一家國內(nèi)汽車企業(yè)前不久在試制電動車時發(fā)生了起火事故，當謝海明趕到現(xiàn)場時首先就受到車企技術(shù)人員的責難：“這還是新電池呢，你們電池質(zhì)量也不行啊!”面對企業(yè)的發(fā)難，謝海明多少有些無奈。企業(yè)的技術(shù)人員在一塊電池已經(jīng)充完電的情況下，將其放進了電池組進行充電，由于各節(jié)電池嚴重不統(tǒng)一，充電導致已經(jīng)充飽的電池爆裂燃燒。

作為汽車企業(yè)的技術(shù)人員，卻多數(shù)對電池特性不了解。“在設計制造電動車的過程中，汽車廠家人員需要了解電池本身是什么狀態(tài)，現(xiàn)在搞整車的人多是機械專業(yè)，在沒有掌握電池特性的情況下，由于操作不當導致的電池起鼓、著火、漏液屢見不鮮。”謝海明告訴記者。

BMS——電動車的絆馬索

回顧起這次事故相關(guān)技術(shù)人員也發(fā)現(xiàn)，除了操作有誤之外，保證安全的電源管理系統(tǒng)(BMS)竟也失去了效果，這成為電動車的又一大隱患。 “當時除了這塊新電池其他電量都是完全放干凈的。按理說電源管理系統(tǒng)應該是可以監(jiān)測出來，但現(xiàn)實卻是電源管理系統(tǒng)沒有執(zhí)行切斷，BMS不穩(wěn)定，導致監(jiān)測失效或是斷電執(zhí)行失效。”謝海明事后分析道。

BMS也就是通常所說的電源管理系統(tǒng)，現(xiàn)今世界上所有的電動汽車都在依靠BMS來維持著續(xù)航里程與安全之間的平衡。所有做鋰電池的人都知道，世界上根本就沒有完全相同的兩塊電池，在這種情況下就只有靠BMS，但搞管理系統(tǒng)的人說： “電池做的好我能管好，電池做不好我也管不好。”100塊電池形成電池組，電池組的壽命往往由最差的那塊電池決定，電池管理系統(tǒng)保證的正是這塊電池的壽命， “但是在運行過程中其他電池很可能會出現(xiàn)惡化。汽車天天在路上顛簸，很可能導致其中某塊電池出現(xiàn)短路，而一塊短路整個電池就全都廢掉了。”謝海明道出了自己的擔憂。

“其實很多人忽略了一點，BMS電池管理系統(tǒng)看似成本不高卻是電動車的核心組成，也是最考驗科技水平的地方。一方面電池一致性很重要，另一方面，一般的電動車少則1500節(jié)電池，多則6000節(jié)電池，僅是MINI這樣一款小車就裝了5088節(jié)電池，這么多電池如何管理，確實需要進一步的改進。”波士頓能源亞太區(qū)副總裁的林祥傳向《汽車觀察》解釋。

只是中國在這方面差錯不少，“我們現(xiàn)在做動力鋰電一般200安就夠了，不會做太大，不然能量雖上去了，卻很容易出現(xiàn)安全隱患。中國是對100塊電池進行控制，國外像寶馬、通用，由于德、美的電控系統(tǒng)做的比中國要好，他們是控制10000塊電池，那就需要高度復雜的管理系統(tǒng)，BMS要求很高，但目前沒發(fā)現(xiàn)中國能管理很好的。”謝海明說。

對此，東北師范大學鋰電池研究課題組認為，電動車使用的電池不能再像現(xiàn)在這樣完全依靠外圍管理系統(tǒng)，而是需要在電池本身中安置BMS， “而且不是—道BMS，而是要設兩道”，這樣無論外部因素如何變化，都不能影響到電池內(nèi)部自己的控制，使單節(jié)電池都能夠自我控制。 “從這一點來看，目前現(xiàn)在國內(nèi)做的都不叫電池，這叫電芯。”

目前電動車產(chǎn)業(yè)最突出的問題是： “懂電池特性的研究人員卻太少了，現(xiàn)在亟需搞電池的人走進電動車企業(yè)。”謝海明說。

撞啥別撞電動車

在北京車展上，所有的電動車看起來都是那么的漂亮、迷人，線條流暢的讓人不忍閉眼，只是……它們安全么?

在美國紐約，通用汽車和當?shù)叵谰终谶M行一次聯(lián)合培訓，這是針對通用全新電動車VOLT進入市場前的重要一步，通用力圖使消防人員改變一些舊有觀念，對于電動車碰撞后所應注意的安全事項進行指導。“在現(xiàn)今的這個年代，當—輛汽車以時速100公里的速度撞上一面水泥墻時，擔心的是漏油起火，但對電動車來說擔心的就不只是起火問題。”通用汽車相關(guān)技術(shù)人員向記者表示。

在麥格納看來，要讓電動車走入尋常百姓家，最重要的指標莫過于安全，和汽油車大為不同，相比于汽車最多不過20％的電氣化率，電動車電氣化率至少在5％以上，顯然民眾應該把電動車看做是一個高速移動的電器， “電動車有很多用電產(chǎn)品，也是很危險的，電動車電壓高達300V以上，人怎么維修?怎么接觸?”麥格納電動車部門主管歐特瑪·帕亞向《汽車觀察》解釋道。

這就涉及到很多汽車不需要考慮的電氣安全。顯然，電動車的安全決不是簡單的把電池放進去，現(xiàn)在沒有一個統(tǒng)一的標準，安全的系數(shù)指標都各有不同。 “電動車的電池不像手機電池，我們?nèi)粘Ｓ檬謾C天天怕摔掉，保護得很好，對于筆記本電腦也是呵護有加，可電動車的電池卻要面對各種極端的狀況。”謝海明說。

最典型的就是不可避免的汽車碰撞，在碰撞中電池爆炸的危險性如何降低?會不會有漏電的危險?在碰撞條件下，一臺高壓電動車是比汽油車更危險的事情。麥格納中國區(qū)總裁說： “這是我們在電動車時考慮最多的—個方面。”

除了碰撞電動車還要解決電池高電壓、高電流對其他電子設備產(chǎn)生的干擾，如何屏蔽這些干擾源也是需要加以考慮。通過豐田事件，制造電動車的企業(yè)意識到電磁干擾可能會對制動、對其他系統(tǒng)都有影響， “如果只是簡單的把電動車用現(xiàn)成的零部件裝配起來，零部件之間干擾可能會產(chǎn)生的負面效應。”麥格納向《汽車觀察》表示。

以往在雨天涉水汽車工程師最多是考慮發(fā)動機不要進水，而電動車則要考慮涉水過程中意外導電的可能性，如何保證絕緣需要從電動車設計開始就考慮到。

歐特瑪·帕亞分析說， “電動車的安全需要從零部件開發(fā)到整車系統(tǒng)整合，一步步都有從安全角度的考慮，不是說單從零部件供應商角度出發(fā)，只從一個角度看安全問題。這樣電動車的安全問題才會全面、宏觀的展現(xiàn)出來。”

以上種種不難看出，一臺電動車與使用內(nèi)燃機汽車的安全設計思路完全不同。而目前國內(nèi)更多電動車還只是拿著普通汽車的架子換上電池和電機就叫做電動車。

即便是一臺普通的汽車，國外從設計到生產(chǎn)往往也要5—10年，將要量產(chǎn)的汽車要經(jīng)過至少5萬公里各類嚴苛極端氣候的道路實驗，寶馬迄今已經(jīng)量產(chǎn)了400余輛MINIE進行各類道路測試。而中國電動車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是一“汽車行業(yè)前十名，能做到有一百臺樣車的大概有丁5家”林祥傳告訴《汽車觀察》記者。

“只是進行實驗這當然不是什么問題，而量產(chǎn)的時候這些就必須作為強制性的規(guī)定，不能有任何的閃失。電動車問題太多了。”謝海明說。

好吧，請原諒記者把事情說的這么夸張，電動車平常作秀當然可以，只是到商業(yè)化階段，對此清華大學電動車政策制定者陳全世也頗為認同“電動汽車現(xiàn)在還在中小學，混合動力快大學畢業(yè)了。電動汽車首先發(fā)展的是公用車，因為有一個條件，有固定路線行駛，有專門的維修人員，成本高。私人買電動汽車一旦出了問題，就必須盡快維修，不然就要想辦法召回。”

“要是想把電動車做好的話，就必須達到電動車與內(nèi)燃機汽車的安全標準完全一樣，當人們用到新能源車的時候心理不會有顧慮之感，像對待現(xiàn)在這種汽油車一樣放心的使用時，普及電動車這一最終目標才能夠達成。”歐特瑪·帕亞如是說。